Dijoditiofeeni-ionin dissosiaation mallinnus klassisella molekyylidynamiikalla
Juntunen, Kasperi (2021-08-30)
Dijoditiofeeni-ionin dissosiaation mallinnus klassisella molekyylidynamiikalla
(30.08.2021)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021083144820
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021083144820
Tiivistelmä
Materiaalifysikaaliseen tutkimukseen liittyy usein fotoionisaation aiheuttama molekyylien hajoaminen, mikä antaa hyödyllistä tietoa muunmuassa molekyylien ominaisuuksista. Erilaisten tietokonesimulaatioiden käyttö samojen tapahtumien mallinnuksessa voi olla suureksi avuksi osana tutkimustyötä, mutta tätä vaikeuttaa itse fysikaalisen prosessin monimutkaisuus.
Molekyylidynamiikka pitää sisällään monimutkaisuudeltaan erittäin vaihtelevia simulaatiometodeja, joista monet ovat laskennallisesti raskaita. Tässä tutkielmassa rakennetaankin yksinkertainen klassiseen mekaniikkaan perustuva malli, jonka keveys mahdollistaa suuren määrän simulaation toistoja ja siten tulosten jakauman analyysin.
Molekyylimallia käytetään ionisoidun dijoditiofeeni-molekyylin hajoamisen tutkimiseen antamalla sille alkuvaraus ja integroimalla systeemiä ajassa käyttäen Leapfrog-algoritmia. Varaukset liikkuvat simulaation aikana hyppimällä atomilta toiselle. Simuloituja liikeratoja kerätään viisinumeroinen lukumäärä.
Mallin toimivuutta arvioidaan lopuksi vertaamalla saatuja tuloksia oikeiden molekyylien hajoamisessa syntyneisiin vastaaviin. Tuloksien ei havaita vastaavan kovin hyvin vertailudataa, mikä ei ole suuri yllätys. Potentiaalia on kuitenkin havaittavissa ja parametrien säätämisellä sekä jatkokehityksellä, johon tutkielmassa esitetään ideoita, on mahdollista, että mallista saadaan käyttökelpoinen apu molekyylien hajoamiseen keskittyvälle tutkijalle.
Molekyylidynamiikka pitää sisällään monimutkaisuudeltaan erittäin vaihtelevia simulaatiometodeja, joista monet ovat laskennallisesti raskaita. Tässä tutkielmassa rakennetaankin yksinkertainen klassiseen mekaniikkaan perustuva malli, jonka keveys mahdollistaa suuren määrän simulaation toistoja ja siten tulosten jakauman analyysin.
Molekyylimallia käytetään ionisoidun dijoditiofeeni-molekyylin hajoamisen tutkimiseen antamalla sille alkuvaraus ja integroimalla systeemiä ajassa käyttäen Leapfrog-algoritmia. Varaukset liikkuvat simulaation aikana hyppimällä atomilta toiselle. Simuloituja liikeratoja kerätään viisinumeroinen lukumäärä.
Mallin toimivuutta arvioidaan lopuksi vertaamalla saatuja tuloksia oikeiden molekyylien hajoamisessa syntyneisiin vastaaviin. Tuloksien ei havaita vastaavan kovin hyvin vertailudataa, mikä ei ole suuri yllätys. Potentiaalia on kuitenkin havaittavissa ja parametrien säätämisellä sekä jatkokehityksellä, johon tutkielmassa esitetään ideoita, on mahdollista, että mallista saadaan käyttökelpoinen apu molekyylien hajoamiseen keskittyvälle tutkijalle.